На первых этапах исследования основных свойств нервной системы условно рефлекторный подход оказался весьма плодотворным. Были уточнены многие и разработаны совершенно новые специальные методические приемы определения и оценки свойств. Наиболее существенный вклад в разработку представлений о свойствах нервной системы применительно к человеку внесли исследования Б. М. Теплова, В. Д. Небылицына и их сотрудников (Голубева, 1980; Гуревич, 1970; Небылицын, 1976; Психология и психофизиология…, 1977; Теплов, 1961; Теплов, Небылицын, 1963; Типологические особенности., 1956–1967; и др.).

В 1956 г. под руководством Б. М. Теплова была организована специальная лаборатория по изучению типологических особенностей высшей нервной деятельности человека, ставшая вехой нового, третьего этапа в изучении биологических основ индивидуально-психологических различий. Данная лаборатория в дальнейшем «разделилась» на ряд самостоятельных научных коллективов, изучающих различные теоретические и прикладные аспекты природных основ индивидуально-психологических различий.

Главным итогом Тепловско-Небылицынского этапа явилось дальнейшее развитие концепции основных свойств нервной системы, предложенной И. П. Павловым. Так, выявленные вначале три «унитарных» свойства нервной системы (сила, уравновешенность и подвижность, по Павлову) постепенно были расщеплены и превращены в сложное «дерево» свойств с 15-мерной структурой. Композиция этих свойств была следующей: 10 первичных и 5 вторичных свойств – сила, лабильность, подвижность, динамичность, концентрированность по возбуждению и соответственно по торможению и уравновешенность по каждому из указанных первичных свойств (уравновешенность по силе, уравновешенность по лабильности и т. д.) (Русалов, 1979).

Не менее важным итогом третьего этапа исследований биологических основ индивидуально-психологических различий было открытие феномена парциальности, выражающегося в том, что свойства нервной системы могут существенно различаться в разных анализаторах. Поэтому правильнее говорить о свойствах не нервной системы вообще, а о свойствах отдельных анализаторов. Особенно убедительно это было показано в отношении силы: в разных анализаторах показатели силы существенно различаются между собой (Небылицын, 1976).

Основную причину, обусловившую порождение столь большого числа частных (парциальных) свойств, В. Д. Небылицын усматривал в односторонности и несовершенстве методического аппарата исследований. Применявшиеся до сих пор приемы были адресованы, по его мнению, всецело к сенсорным блокам мозга и не затрагивали регуляторные (лобные) системы мозга. Нейрофизиологические характеристики именно лобного отдела мозга должны были стать, по его предположению, предметом наиболее пристального изучения, выступая как возможные параметры общих свойств нервной системы (Небылицын, 1976). Однако первые же исследования в этом направлении показали, что нейрофизиологические особенности переднего мозга не являются «гомогенными» для различных его участков и что различные структуры переднего мозга могут существенно отличаться, например, по силе нервных процессов (Базылевич, 1983). Таким образом, и здесь исследователи вновь столкнулись с проблемой «раздробленности», парциальности свойств. Однако, несмотря на несовершенство методического аппарата исследований свойств нервной системы, Тепловско-Небылицынский этап дифференциальной психофизиологии оказался чрезвычайно плодотворным в установлении корреляционных взаимосвязей между теми или иными свойствами нервной системы и особенностями индивидуального поведения и психики человека. Было показано, что свойства нервной системы выступают в качестве важнейших детерминант индивидуального стиля деятельности, памяти, темперамента, профессиональной пригодности и др. (Белоус, 1981; Голубева, 1980; Гуревич, 1970; Климов, 1969; Куранов, Русалов, 1985; Мерлин, 1975; Психофизиологические вопросы…, 1974).